可见光通信发射的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种可见光通信发射机，所述可见光通信发射机包括LED和LED驱动电路；所述LED和LED驱动电路构成闭合回路：所述LED驱动电路包括电流源，所述LED驱动电路将电流源输出的直流压降调制成随通信信号的幅频特性变化的变化电流压降，利用变化电流压降驱动所述LED单向导通发光。本实用新型所述的可见光通信发射机可以实现高速和高效的调制，实现通信信号对照明光源的强度调制，可用于基于LED照明灯的可见光通信系统前端样机，能实现对半导体LED照明光源的宽带模拟调制，完成通信模拟信号的高质量发送和接收，对通信信号的调制高保真，调制信号的信噪比达到30dB以上，信号的有效发送距离达到4米及以上。
【专利说明】可见光通信发射机
【技术领域】
[0001]本实用新型属于光电【技术领域】，涉及一种光电发射系统，特别是涉及一种可见光通信发射机。
【背景技术】
[0002]作为“绿色光源”的半导体LED (Light Emitting Diode, LED)照明技术近年来发展十分迅速。一方面，随着半导体工艺的改进、成本的降低，加之LED照明具有节能、长寿、可控性高等显著优点，符合国家能源、环保政策的半导体照明技术正日益得到广泛的应用。另一方面，半导体LED器件具有高速点灭的发光响应特性，使其还可在无线光通信等领域具有巨大的应用前景。
[0003]在当今这个信息时代，人们对海量信息的处理能力是永远没有止境的。而随着物联网技术的日益受到重视，对信息的存储、处理、传送、保密等方面的要求，特别是信息的无线通信方面的要求，必将越来越高。因此，利用半导体照明器件，将信号调制到LED可见光上进行传输，使可见光通信与LED照明相结合，构建LED照明和通信两用基站灯，可为光通信提供一种全新的宽带接入方式，这将是一种信息容量大、部署灵活、维护方便、安全保密且价廉物美的无线光通信技术，可为无线宽带接入的快速部署提供一种灵活的解决方案。很显然，在可见光通信系统的基站或终端设备上，必须要使用可见光通信发射机和接收机来实现信息的传输和交互，因此研究和设计基于LED照明灯的可见光通信系统前端十分必要，同时也为探索和实践可见光通信的实际应用奠定了基础。
[0004]目前，国内可见光通信这方面的实验研究较少，尚只有关于该技术的一些讨论、关键技术、系统功能实现以及应用于MMO通信系统方面的研究，并未涉及具体的电路设计。
实用新型内容
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种可见光通信发射机，用于解决现有技术中缺少可见光通信发射机的具体实现电路的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种可见光通信发射机，所述可见光通信发射机包括LED和LED驱动电路；所述LED和LED驱动电路构成闭合回路:所述LED驱动电路包括电流源，所述LED驱动电路将电流源输出的直流压降调制成随通信信号的幅频特性变化的变化电流压降，利用变化电流压降驱动所述LED单向导通发光。
[0007]优选地，所述电流源包括直流电流源、或单向脉冲电流源。
[0008]优选地，所述LED驱动电路还包括一控制LED驱动电路的幅频特性的幅频特性控制电路，所述幅频特性控制电路与所述电流源和LED分别相连。
[0009]优选地，所述幅频特性控制电路采用PNP型三极管控制所述LED驱动电路的幅频特性。
[0010]优选地，所述幅频特性控制电路采用NMOS管控制所述LED驱动电路的幅频特性。
[0011]如上所述，本实用新型所述的可见光通信发射机，具有以下有益效果:[0012]本实用新型所述的可见光通信发射机可以实现高速和高效的调制，实现通信信号对照明光源的强度调制，可用于基于LED照明灯的可见光通信系统前端样机，能实现对半导体LED照明光源的宽带模拟调制，完成通信模拟信号的高质量发送和接收，对通信信号的调制高保真，调制信号的信噪比达到30dB以上，信号的有效发送距离达到4米及以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型所述的可见光通信发射机的结构示意图。
[0014]图2为本实用新型所述的可见光通信发射机中采用NMOS管的LED驱动电路的电路结构不意图。
[0015]图3为本实用新型所述的采用NMOS管的LED驱动电路的幅频特性。
[0016]图4为本实用新型所述的可见光通信发射机中采用NPN型三极管的LED驱动电路的电路结构示意图。
[0017]图5为本实用新型所述的采用NPN型三极管的LED驱动电路的幅频特性。[0018]元件标号说明
[0019]100可见光通信发射机
[0020]110LED
[0021]120LED驱动电路
[0022]121电流源
[0023]122幅频特性控制电路
【具体实施方式】
[0024]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0025]请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间，，及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0026]实施例
[0027]本实施例提供一种可见光通信发射机，如图1所示，所述可见光通信发射机100包括:LED110和LED驱动电路120 ;所述LEDllO和LED驱动电路120构成闭合回路:所述LED驱动电路120包括电流源121，幅频特性控制电路122 ;所述LED驱动电路120将电流源121输出的直流压降调制成随通信信号的幅频特性变化的变化电流压降，利用变化电流压降驱动所述LEDllO单向导通发光；幅频特性控制电路122与所述电流源121和LEDllO分别相连，控制LED驱动电路120的幅频特性。
[0028]所述电流源121包括直流电流源、或单向脉冲电流源。本实用新型中，电流源121输出的直流压降必须不低于LED的正向电压降才能使LED单向导通发光，否则LED将不能导通发光。由于在驱动电压超过LED的正向启动电压时，微小的电压变化即可引起电流的大幅变化，所以本实用新型采用电流源供电时比较理想的驱动方案，可满足LED驱动电路的稳定性。过高的电流会影响LED的使用寿命，为了防止其损坏，本实用新型可以对LED驱动电路的电流加以限制。LED电流和光通量间会存在一定的非线性，所以本实用新型将电流控制在线性区域内。
[0029]本实用新型为了防止LED驱动电路的频率响应特性对可见光通信发射机产生消极影响，所以采用了幅频特性控制电路122对LED驱动电路进行频率响应方面的测试和控制。所述幅频特性控制电路122的实现方式可以有多种，本实施例简单列举2种实现方式，具体分别参见图2和图4所示。
[0030]如图2所示，所述幅频特性控制电路122采用NMOS管控制所述LED驱动电路120的幅频特性。图2中，对采用0PA860M0S管的LED(功率为3W)驱动电路进行幅频特性测试，使用函数发生器输出幅值为400mV，偏压为2.5V的谐波作为信号激励源，交流小信号的分析结果如图3所示。
[0031]如图4所示，所述幅频特性控制电路122采用PNP型三极管控制所述LED驱动电路120的幅频特性。图4中，对采用KEC3072D双极晶体管时的LED驱动电路进行幅频特性测试，使用函数发生器输出幅值为400mV，偏压为2.5V的谐波作为信号激励源，LED接Xl档探针，图4中R3=47欧姆，在不同的基极电压下测得的幅频特性如图5所示。对比图3和图5可以发现，使用NPN型三极管驱动具有更好的频率响应能力。
[0032]本实用新型所述的可见光通信发射机可用于基于LED照明灯的可见光通信系统前端样机，能实现对半导体LED照明光源的宽带模拟调制，完成通信模拟信号的高质量发送和接收，对通信信号的调制高保真，调制信号的信噪比达到30dB以上，信号的有效发送距离达到4米及以上。本实用新型所述的可见光通信发射机可以实现高速和高效的调制，实现通信信号对照明光源的强度调制。
[0033]综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0034]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种可见光通信发射机，其特征在于:所述可见光通信发射机包括LED和LED驱动电路； 所述LED和LED驱动电路构成闭合回路:所述LED驱动电路包括电流源,所述LED驱动电路将电流源输出的直流压降调制成随通信信号的幅频特性变化的变化电流压降，利用变化电流压降驱动所述LED单向导通发光。
2.根据权利要求1所述的可见光通信发射机，其特征在于:所述电流源包括直流电流源、或单向脉冲电流源。
3.根据权利要求1所述的可见光通信发射机，其特征在于:所述LED驱动电路还包括一控制LED驱动电路的幅频特性的幅频特性控制电路，所述幅频特性控制电路与所述电流源和LED分别相连。
4.根据权利要求3所述的可见光通信发射机，其特征在于:所述幅频特性控制电路采用PNP型三极管控制所述LED驱动电路的幅频特性。
5.根据权利要求3所述的可见光通信发射机，其特征在于:所述幅频特性控制电路采用NMOS管控制所述LED驱动电路的幅频特性。
【文档编号】H04B10/50GK203722641SQ201420008903
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】于正永, 余建明, 束美其, 华山, 董进 申请人:淮安信息职业技术学院